QV500流動細胞培養和高度多孔的生物相容性明膠支架聯合，獲得健康心肌結構和功能的生物替代物
在再生醫學領域，怎樣培養出含血管的組織，是未來應用能否成功的關鍵之一。
早期的臨床試驗採用生長因子或細胞注射的方法來修補損傷的心臟，但由於注射細胞造成的炎症反應和局部缺血會在體內造成低氧環境，使得注射的細胞定殖率低而死亡率高，不能有效地修復損傷的心臟功能。QV500流動培養系統為接種在明膠支架上的人間充質幹細胞（hMSCs）和人心肌祖細胞（hCMPC）提供充足的氧氣，促進細胞和營養物質向支架核心內擴散，並能快速有效地排除組織內的代謝廢物，促進血管生成，從而形成由血管樣和心臟樣細胞組成的組織結構密集的適於體內移植的原組織。（Pagliari S, et al. A multistep procedure to prepare pre-vascularized cardiac tissue constructs using adult stem cells, dynamic cell cultures, and porous scaffolds. Frontiers in Physiology. 2014; 5: 210）
圖1. Quasi-Vivo流動培養系統 (QV500型)的蠕動泵將培養基從儲液瓶泵到兩個串聯的培養腔室內，並能保持恆定流速（200μl/min），保證多孔明膠支架內層的培養基流動。
圖2. 構建含血管的3D心臟的實驗方案示意圖。明膠多孔支架（Gelatin scaffold）被浸入稀釋的Matrigel中，然後轉移至內皮分化培養基（EDM）中。之後將人間充質幹細胞（hMSCs）接種在支架上，使人間充質幹細胞定殖在支架培養上並向內皮進行分化，96小時後，將在聚苯乙烯細胞培養板用心臟分化培養基（CDM）預先定型2周的心臟TNT-GFP人心肌祖細胞接種於血管化的支架上，用QV500流動培養系統在心臟分化培養基中培養7天。
圖3. 採用圖2的實驗方案，對用QV500培養一週後的共培養結構進行檢測，發現在支架上有大量細胞定殖。
圖4. QV500流動培養條件下（DYNAMIC）支架內部浸潤了大量的血管樣細胞（紅色）和人心肌前體細胞（hCMPC）衍生的心肌細胞（綠色），而靜態培養條件下（STATIC），細胞大部分分佈在支架表面。
圖5. 免疫組化結果顯示通過QV500動態培養可以促進心肌樣細胞（GFP，綠色）和內皮樣細胞（VCAM-1陽性細胞，紅色）向支架內部浸潤。
圖6. (A) 切片顯示QV500流動培養的內皮樣細胞（VCAM-1陽性細胞，紅色）排列成孔狀，形成管狀結構，並與心肌樣細胞（GFP，綠色）接觸。（B）QV500流動培養條件下，支架內廣泛的細胞分佈導致形成密集組裝的多細胞組織，該組織衍生自所用的人間充質幹細胞（hMSCs）和人心肌前體細胞（hCMPC）。
總結：在本文中使用的QV500流動培養系統，能增強氧氣與營養物質的運輸，進而增強工程化心血管組織的活性和功能。
與眾不同的Quasi Vivo流動培養系統，讓日、美、英、法、瑞士、瑞典等全球70多個研究機構獲得了更強大的細胞培養工具，在包括呼吸系統、心血管系統、肝臟、腎臟、腸道、腦組織類器官，以及糖尿病的研究上更進一步。
